固態硬碟越用越慢的原因是什麼

回首過去5到10年，還來有過其他像固態硬碟這樣能夠成百上千倍提升效能的電腦部件。如今固態硬碟的順序讀寫速度是機械盤的數倍、隨機讀寫速度是機械盤數百到數萬倍，但依然有玩家抱怨在使用中遇到卡頓問題。

顯然，我們日常看到的硬碟效能引數中忽略了一些資訊，導致理論效能強悍、實際使用卻可能卡殼的瓶頸出現。

在微軟Windows硬體相容性計劃（WHCP）對硬碟的要求中，除了順序讀寫頻寬（MB/s）、隨機讀寫IOPS之外，還有對延遲（Latency）的要求。微軟要求最大響應延遲不應超過500毫秒。同時，在1個小時的使用時長之內，所有可覺察的延遲（響應時間>100毫秒）總和不超過20秒。

什麼是延遲？為什麼延遲會影響使用體驗？舉個例子，開車上班通勤，多個車道，類似於頻寬，並且每小時能夠通行的車輛總數具有一定的容量，這類似於IOPS。問題是，即使你知道這兩個值，你也無法回答最重要的問題：上班需要多長時間？

延遲是完成通勤（資料讀寫）所需的時間，這個數值越低越好。到我們的比喻，如果你行駛在在沒有擁堵的高速公路上，增加車道數量不會減少你的通勤時間。同樣，如果高速公路沒有擁堵，增加高速公路可以通行的汽車數量也不會對效能產生任何影響。

如果你需要在上午9點到辦公室，知道平均通勤時間不會有多大幫助。您需要知道的是最糟糕的通勤時間。瞭解這個價值將確保您準時到達。評估儲存系統的效能時，"保證最大延遲"是關鍵性指標，優秀的固態硬碟/快閃記憶體陣列應該在各種條件下努力保持始終如一的低延遲。

儘管我們電腦在日常使用中硬碟以輕度使用為主，但爆發性的讀寫需求如果無法得到滿足，或者延遲忽高忽低，就難免會有可感知的卡頓出現。所以固態硬碟評測會加入滿盤容量4K隨機寫入穩定態測試，這個測試使用IOMeter填充滿全盤空間，然後使用4K QD32隨機寫入，對固態硬碟施加很重的負擔。

使用Excel開啟IOMeter生成的每秒記錄檔案，其中就有IO延遲區間統計。下圖是東芝RC500 500GB的測試結果，所有隨機寫入操作的延遲都在1毫秒到5毫秒這個區間內，表現出色。

在路由器中經常能看到QoS服務質量這個名詞，對於固態硬碟來說QoS優化也是一個複雜的系統工程，它在主控和韌體層面上工作，確保合理的最大延遲，避免卡頓。

作為對照，下圖中某個同類產品的延遲分佈就比較分散，其中既然有低於200μs的出色表現，同時也有不少大於200毫秒，甚至是大於500毫秒的高延遲。如果這些IO出現在電腦系統盤日常使用過程當中，將表現為使用者可以感知到的嚴重卡頓。

韌體層面的內容我們普通消費者是難以掌握的，如果有條件的話，儘量選擇帶有DRAM快取的固態硬碟，這是邁向減少卡頓的第一步。